玻璃鋼化工藝過程技術參數的控制
摘 要:在鋼化玻璃工藝過程控制當中,工藝參數設定的是否合理對產品的質量及成品率起著決定性的作用,在對每一個參數進行設定時,我們必須徹底了解這項參數的作用和設定的依據,以及相關參數之間的相互作用,進而才保證工藝的實現。筆者通過多年的生產實踐,針對以下工藝參數的設定進行分析和探討。
關鍵詞:玻璃 溫度 風壓
在生產彎鋼化玻璃時我們一般將鋼化工藝過程分三個方面:加熱、冷卻、成型,以下對工藝參數的分析和探討也主要圍繞這三個方面。
1 玻璃加熱控制工藝參數設定
1.1 加熱爐的上部溫度與下部溫度的設定
爐溫設置分上部溫度設定與下部溫度設定,爐溫的設定主要依據玻璃的厚度,玻璃的鋼化溫度隨玻璃厚度的增加逐漸降低,要鋼化的玻璃越厚,溫度就要越低,玻璃越薄,溫度的設定就要相應的越高。玻璃鋼化時必須要求玻璃自身達到半塑性狀態,這樣才能消除玻璃體內的殘留應力,鈉鈣系統平板玻璃的鋼化溫度是在630℃附近,也就是說玻璃在進行風冷鋼化時,自身的溫度必須達到630℃,對于鋼化爐加熱段上部與下部溫度的設定,終目的要使玻璃達到上表面與下表面的溫度一致,其具體的設定可參考表1。

在鋼化生產10mm以上的厚玻璃時,如果加熱溫度控制不當,在玻璃進行風冷時,容易發生玻璃掉角的現象,特別是玻璃邊部有孔的玻璃,易出現此類問題,這時我們就要考慮玻璃的加熱溫度設置的合理性,溫度設置過高玻璃加熱過快,會導致厚玻璃掉角的現象。
1.2 加熱時間設定
加熱時間的設置,依據玻璃厚度同時要參考玻璃的規格大小、玻璃的顏色、玻璃的開口狀態、玻璃的成型狀態。對于加熱時間的合理設定,先我們要參考玻璃的厚度,鋼化爐的加熱功率是固定的,理論上玻璃的加熱時間約為每毫米厚度玻璃40~45秒,但是如果玻璃上有鉆孔或開口,加熱時間可以增加2.5%~5%,對于15、19mm玻璃加熱時間可增加5%~15%,另外,玻璃的板面越大,加熱時間應在此基礎之上相應加長。
1.3 加熱平衡的開啟與關閉
一般鋼化爐的加熱段都具有此功能,玻璃在加熱爐內的加熱是由多種方式構成,分別是輻射、對流、熱傳導。加熱平衡的開啟可以提高加熱爐內空氣的流速,改變爐內空氣的流動狀態,會提高對流加熱的效率,且使加熱爐內各個區域的溫度相對更加均勻。對于大面積的封閉玻璃在實際生產中開啟對流加熱,一方面可以提高玻璃加熱的速度,另一方面有助玻璃表面各個區域加熱更加均勻。對于玻璃中間開洞的進行加熱時,在溫度控制時,有時需要對加熱爐內的區域溫度進行微調,這時建議開啟加熱平衡。
1.4 區域溫度的微調的設定
一般鋼化爐加熱段的溫度調整都具有此項功能,都可以實現對爐內的局部溫度進行微調,在實際生產當中,以下幾種情況需要對爐內區域溫度進行局部調整,在生產彎鋼化玻璃時,應適當提高出爐端靠近爐門處的溫度。
1.5 玻璃熱擺速度的設定
熱擺的速度對玻璃的均勻加熱起到影響,不合理的熱擺速度會影響鋼化玻璃的平整度和鋼化效果,導致玻璃鋼化后出現輥道印痕和鋼化后的碎片不均勻,同時不利于玻璃的均勻加熱。玻璃在加熱爐內進行熱擺運動的過程,同時也是玻璃與傳輸輥道之間熱交換的過程,玻璃在爐內的擺動速度越快,可以增加玻璃與傳輸輥道的熱傳導面積,一定程度上可以加快玻璃的升溫速度。另外,由于玻璃的厚度越薄,玻璃自身的升溫速度就越快,且對風冷鋼化時玻璃自身溫度要求越為嚴格,為了使玻璃表面各區域均勻受熱和實現良好的鋼化效果,這時必須相應增加玻璃在加熱爐內的熱擺速度,玻璃厚度越厚,玻璃自身的升溫速度相對較慢,可以相應地降低玻璃的熱擺速度,例如生產5mm厚度的鋼化玻璃時設定的熱擺速度為220mm/s,那么在生產6mm厚的鋼化玻璃時,可適當降低玻璃的熱擺速度為200mm/s。
1.6 玻璃長度的設定
所有水平鋼化爐在生產時都需要對此項工藝參數進行設置,玻璃在爐內的位置完全取決于玻璃長度參數的設定,此項參數的設定應該按照玻璃的實際長度尺寸進行設定,否則如果玻璃長度參數設定過長,會使玻璃在加熱爐的往復距離縮短。
1.7 空爐時間的設定
空爐時間的合理設定不容忽視,一般鋼化爐都具有顯示加熱爐內各個區域溫度的功能,如果電爐內的某個區域所需熱消耗超過加熱功率,這個區域內的溫度就開始出現下降的現象,一旦加熱爐出現超負荷的現象,就有可能導致出現玻璃在冷卻段的破碎,通過查看加熱爐內各個區域的溫度顯示,我們可以掌握爐內各個區域的溫度情況,空爐時間一定的要保證上片玻璃出爐后,加熱爐內溫度的恢復到溫度設定值為基準。
2 玻璃冷卻過程工藝參數的設定
2.1 出爐速度的設定
玻璃的出爐速度的快慢對玻璃在進行風淬火時自身的溫度造成很大的影響。出爐的速度越慢,玻璃在傳輸至風冷段過程中的熱量損失就越多。由于玻璃的厚度越薄,對風冷淬火時的溫度要求越嚴格,所以出爐速度的設定主要應該依據鋼化玻璃的厚度和玻璃板面的大小。鋼化玻璃的厚度越薄,出爐的速度應當越快,例如在生產5mm厚的鋼化玻璃時,出爐的速度好設定為500mm/s,而在生產6mm的鋼化玻璃時,可以適當的降低玻璃出爐時的速度,玻璃出爐時的速度可以設定在450mm/s即可。在依據玻璃厚度的同時,對于出爐速度的設定也
要參考玻璃板面的大小,例如:在做平鋼化大板面的玻璃時,出爐速度設定不當會導致玻璃在吹風時出現裂紋或炸口,這是由于板面過大,出速度慢,導致玻璃前后端冷卻不一致造成的。
2.2 玻璃冷擺速度的設定
冷擺速度對玻璃的均勻冷卻起到影響,不合理的冷擺速度,會導致玻璃鋼化后的碎片不均。玻璃的厚度越薄,對鋼化時的風壓要求越嚴格,為了使玻璃表面各區域實現良好的鋼化程度,這時需要增加玻璃在風冷段的冷擺速度。玻璃厚度越厚,可以相應的降低玻璃的冷擺速度,例如生產5mm厚度的鋼化玻璃時設定的冷擺速度為250mm/s,那么在生產6mm厚的鋼化玻璃時,可適當降低玻璃的冷擺速度為200mm/s。
另外,在生產彎鋼化玻璃時,對于冷擺速度的設定還要依據玻璃的成型弧度,成型的半徑小冷擺的速度要相對快一些,成型半徑大速度可以相對慢一些。
2.3 鋼化時間與冷卻時間的設定
玻璃在風冷段的冷卻工藝分為兩個部分,分別是急冷段和冷卻段。鋼化時間是玻璃從加熱爐內進入風冷段后的急冷吹風時間,鋼化時間區別于玻璃的冷卻時間,鋼化時間對玻璃的鋼化程度起著重要的作用,急冷時間段是玻璃表面應力形成的過程,鋼化時間的設置主要依據玻璃的厚度,厚度越厚,玻璃的鋼化時間相應的越長。冷卻段的主要作用在于降低出爐后玻璃的表面溫度,玻璃出爐后的溫度必須降低到手可以進行接觸的溫度,不同厚度玻璃的鋼化時間與冷卻時間的設定可參考表2。

2.4 鋼化風壓與冷卻風壓的設定
鋼化風壓是鋼化工藝參數中為重要的工藝參數之一,鋼化風壓對玻璃的鋼化程度與鋼化效果產生直接的影響,鋼化風壓的設定一方面依據玻璃的厚度,玻璃的厚度越薄,對鋼化風壓的要求就越高,鋼化風壓設置過大會導致玻璃的自爆幾率的升高;另一方面也要參考玻璃的顏色、玻璃的開孔開槽狀態。鋼化風壓的調節可以在計算機上進行控制,但上風柵的風壓與下風柵的風壓調節一般需要對上下風路中心位置的導流板進行調整,導流板位于上下風路的中心位置,用來調節上風柵風壓與下風柵風壓的大小,向上調是加大上風柵的風壓減小下風柵的風壓,向下調是加大下風柵的壓力和減小上風柵的風壓。
冷卻風壓的主要作用在于降低鋼化后玻璃的溫度,對玻璃的鋼化程度不會產生影響,不同厚度玻璃的鋼化風壓和冷卻風壓,可參照表3。

2.5 風柵間距的設定
玻璃在風冷段進行冷卻時,風柵與玻璃間的距離對施加在玻璃表面的風壓將產生影響,當吹風時的風壓一定時,風柵與玻璃之間的間距變小,施加到玻璃表面的風壓將相對增大,其碎片數量、機械強度和安全性能都會得到提高;反之,如果風柵與玻璃之間的間距增大,施加到玻璃表面的風壓將相對減小,玻璃鋼化后表面獲得較小的應力,其碎片數量、機械強度、安全性能就會相對較差;當鋼化時的風壓不變時,一定程度上我們可以通過調節風柵與玻璃之問的距離來達到調節鋼化玻璃質量的目的,但也不能一味地調小風柵與玻璃間的距離,距離過小將加大鋼化后玻璃表面出現應力斑。不同厚度的玻璃的風柵與玻璃之間的距離調節范圍可參照表4。

3 玻璃成型工藝的參數控制
3.1 吹風延時的設定
吹風延時是制作彎鋼化玻璃時需要設定的一個工藝參數,在制作彎鋼化玻璃時,必須要等到玻璃成型后才能吹風,吹風延時長,玻璃軟態時在風柵里的往復時間就越長,玻璃的弧度會好,但同時容易造成玻璃在風冷段的破碎,顆粒狀態不能滿足要求。此項參數的設定要參考玻璃的成型弧度和玻璃終鋼化后的碎塊。
3.2 提弧速度的設定
在生產彎鋼化玻璃時,需要對提弧速度進行設置,它是指玻璃進入風柵后,風柵由平變彎的速度,其設定的原則是成弧半徑小、玻璃厚度薄要求快一些,半徑大玻璃厚要求慢一些,提弧速度的設置可以參考表5。

4 結語
不同的鋼化爐雖然參數操作系統與參數控制方式不同,但筆者通過多年對不同廠家和不同型號鋼化爐的接觸和實際操作,認為鋼化爐控制參數及控制項基本相同,要想熟練的掌控鋼化玻璃的生產工藝,成為一名合格的鋼化工藝人員,必須對這些參數作用、設定依據、相互關系進行熟練的掌握,只有這樣才能保證高效的工藝質量。










































